Khai thác kĩ thuật hệ thống lái ôtô KIA CERATO

GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU......................................................................................3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI.......................................... 4
1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại ...........................................................................4
1.1.1. Công dụng ..................................................................................................... 4
1.1.2. Yêu cầu .......................................................................................................... 4
1.1.3. Phân loại ....................................................................................................... 5
1.2. Một số loại cơ cấu lái điển hình .........................................................................6
1.2.1. Trục vít – cung răng ...................................................................................... 6
1.2.2. Trục vít – con lăn ........................................................................................... 7
1.2.3. Trục vít – chốt quay ....................................................................................... 8
1.2.4. Bánh răng – thanh răng ................................................................................ 9
1.2.5. Cơ cấu lái loại liên hợp ............................................................................... 10
1.2.6. Trục vít - êcu bi - thanh răng - cung răng ................................................... 11
1.3. Bố trí chung hệ thống lái xe KIA CERATO ..................................................12
1.4. Thông số kỹ thuật của xe KIA CERATO.......................................................14
1.5. Chọn phương án thiết kế hệ thống lái cho xe KIA CERATO ......................14

CHƯƠNG 2: KẾT CẤU CHI TIẾT HỆ THỐNG LÁI XE KIACERATO 16
2.1.Giới thiệu chung về xe KIACERATO .............................................................16
2.2. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe KIA CERATO ..........................................25
2.2.1. Cơ cấu lái .................................................................................................... 25
2.2.2. Dẫn động lái ................................................................................................ 27
2.2.3. Trợ lực lái .................................................................................................... 28
2.2.4. Tính tùy động hệ thống lái xe KIA CERATO............................................... 32

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI XE KIA

CERATO.............................................................................................................36

1


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

3.1. Thông số đầu vào ..............................................................................................36
3.2. Nội dung tính toán ............................................................................................36
3.2.1. Tính toán kiểm nghiệm hình thang lái xe KIA CERATO ............................. 36
3.2.3. Xác định chiều dài thanh răng: .................................................................. 44
3.2.4. Tính toán bộ truyền cơ cấu lái: .................................................................. 44
3.2.5. Tính bền dẫn động lái .................................................................................. 50

CHƯƠNG 4: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN
XE KIA CERATO
53
4.1. Hướng dẫn .........................................................................................................53
4.2. Các yêu cầu chung ............................................................................................54
4.3. Các chế độ bảo dưỡng hệ thống lái .................................................................54
4.3.1. Bảo dưỡng thường xuyên............................................................................. 54
4.3.2. Bảo dưỡng 1 (sau 6500 Km) ....................................................................... 54
4.3.3. Bảo dưỡng 2 (sau 12500 Km) ..................................................................... 54
4.4. Bảo dưỡng sửa chữa. ........................................................................................55
4.4.1. Quy trình tháo lắp. ...................................................................................... 55
* cum cơ cấu lái........................................................................................................60
* cụm ecu và cảm biến.............................................................................................62
4.4.2. Bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống lái. ............................................................. 75

4.5.Quy trình sử lý sự cố hệ thống EPS. ................................................................83
4.6.Chuẩn hóa cho cảm biến mô men . ..................................................................84
4.7. Khuyến nghị ......................................................................................................85

KẾT LUẬN.........................................................................................................87
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………….88

2


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, nền khoa học kỹ thuật trên thế giới đã có những bước
tiến vô Ngành ô tô giữ một vị trí quan trọng trong sự phát triển của xã hội. Ô tô được
dùng phổ biến trong nền kinh tế quốc dân ở nhiều lĩnh vực khác nhau như công nghiệp,
nông nghiệp, lâm nghiệp, giao thông vận tải, quốc phòng an ninh…
Trên nền tảng của đất nước đang trên đà phát triển lớn mạnh về kinh tế ngành công
nghiệp ô tô ở nước ta ngày càng được chú trọng và phát triển. Thể hiện bởi các liên doanh
lắp ráp ô tô giữa nước ta với nước ngoài ngày càng phát triển rộng lớn trên hầu hết các
tỉnh của cả nước như: FORD, KIA, TOYOTA, DAEWOO ... Một vấn đề lớn đặt ra đó là
việc nắm vững lý thuyết, kết cấu của các loại xe hiện đại, của từng hệ thống trên xe để từ
đó khai thác và sử dụng xe một cách có hiệu quả cao, đáp ứng yêu cầu giữ tốt, dùng bền,
an toàn, tiết kiệm.
Một trong những hệ thống quan trọng của ô tô là hệ thống lái. Hệ thống này có chức
năng điều khiển hướng chuyển động của ô tô, đảm bảo tính năng ổn định chuyển động
thẳng cũng như quay vòng của bánh xe dẫn hướng. Ngày nay các ô tô đều được hoàn
thiện và có vận tốc cao. Do đó người ta không ngừng cải tiến hệ thống lái để nâng cao

tính năng của nó.
Xuất phát từ những yêu cầu và đặc điểm đó, em đã được giao thực hiện nhiệm vụ
đồ án tốt nghiệp với đề tài “Khai thác kĩ thuật hệ thống lái ôtô KIA CERATO”.
Tuy nhiên, với một đề tài khá rộng đề cập đến nhiều vấn đề đòi hỏi phải có thời gian
dài nghiên cứu và thực nghiệm. Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng với khả năng và thời
gian hạn chế nên bản đồ án của em không tránh khỏi sai sót cũng như còn nhiều vấn đè
không được đề cập tới. Em mong các thầy và các bạn đồng nghiệp góp ý để bản đồ án
được hoàn thiện hơn.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn: TS Dương Quang
Minh đã tận tình chỉ bảo để em có thể hoàn thành được bản đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn các Thầy trong bộ môn Cơ Điện Tử - Khoa cơ khí trường
Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải cùng các bạn đã giúp đỡ em trong quá trình
nghiên cứu và hoàn thành đồ án.
Hà Nội, Ngày...Tháng...Năm 2020
Sinh Viên
Trung

Ngô Thế Trung
3


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI
1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại
1.1.1. Công dụng
- Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ôtô nhờ quay vòng các
bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ phương chuyển động thẳng hay chuyển động quay

vòng của ôtô khi cần thiết.
- Việc điều khiển hướng chuyển động của xe được thực hiện nhờ vô lăng (vành lái),
trục lái (truyền chuyển động quay từ vô lăng tới cơ cấu lái), cơ cấu lái (tăng lực quay của
vô lăng để truyền mômen lớn hơn tới các thanh dẫn động lái), và các thanh dẫn động lái
(truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng).
1.1.2. Yêu cầu
An toàn chuyển động trong giao thông vận tải bằng ôtô là chỉ tiêu hàng đầu trong việc
đánh giá chất lượng thiết kế và sử dụng phương tiện này. Một trong các hệ thống quyết
định đến tính an toàn và ổn định chuyển động của ôtô là hệ thống lái. Để giảm nhẹ lao
động cho người lái cũng như tăng thêm độ an toàn cho ôtô, ngày nay trên ôtô thường sử
dụng cường hoá lái. Để đảm bảo tính êm dịu chuyển động trên mọi loại đường từ giải tốc
độ thấp tới giải tốc độ cao, hệ thống lái cần đảm bảo các yêu cầu sau:
Đảm bảo được động học quay vòng: các bánh xe lăn không trượt.
Đảm bảo dễ dàng điều khiển, nhanh chóng và an toàn. Các cơ cấu điều khiển bánh xe dẫn
hướng và quan hệ hình học của hệ thống lái phải đảm bảo không gây lên các dao động và
va đập trong hệ thống lái.Trục lái kết hợp với cơ cấu hấp thụ va đập, cơ cấu này hấp thụ
lực dọc trục tác dụng lên người lái khi có tai nạn. Trục lái được gắn lên thân xe qua một
giá đỡ dễ vỡ để trục lái đễ dàng tụt xuống khi có va đập.
Đảm bảo ổn định bánh xe dẫn hướng: các bánh xe dẫn hướng sau khi thực hiện quay vòng
cần có khả năng tự động quay về trạng thái chuyển động thẳng hoặc là để quay bánh xe
về trạng thái chuyển động thẳng chỉ cần đặt lực trên vành lái nhỏ hơn khi xe đi đường
vòng.’
Đảm bảo khả năng quay vòng hẹp dễ dàng: Khi xe quay vòng trên đường hẹp, đường gấp
khúc, hệ thống lái có thể quay ngặt các bánh xe trước một cách dễ dàng. Quay vòng ngặt
là trạng thái quay vòng với thời gian quay vòng ngắn và bán kính quay vòng nhỏ.
Đảm bảo lực lái thích hợp: Lực người lái đặt lên vành lái khi quay vòng phải nhỏ, lực lái
cần thiết sẽ lớn khi xe đứng yên và sẽ giảm khi tốc độ xe tăng. Vì vậy cần phải đảm bảo
lực lái nhỏ nhưng vẫn gây được cảm giác về trạng thái mặt đường.

4

GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

Hệ thống lái không được có độ dơ lớn: Với xe có vận tốc lớn nhất trên 100Km/h, thì độ
dơ vành lái không vượt quá 100, với xe có vận tốc lớn nhất từ 25 km/h đến 100km/h thì
độ dơ vành lái không vượt quá 200.
Đảm bảo khả năng an toàn bị động của xe, không gây tổn thương cho người lái khi xảy
ra tai nạn. Đảm bảo hiệu suất thuận phải lớn hơn hiệu suất nghịch để giảm tác động từ
mặt đường qua kết cấu lái lên vô lăng.
Đảm bảo tỷ lệ thuận giữa góc quay vô lăng với góc quay bánh xe dẫn hướng. Không đòi
hỏi người lái xe một cường độ lao động quá lớn khi điều khiển ôtô.
Độ tin cậy cao, dễ lắp ráp, điều chỉnh, bảo dưỡng và sửa chữa.
1.1.3. Phân loại
• Theo cách bố trí vành tay lái
- Hệ thống lái với vành tay lái bố trí bên trái;
- Hệ thống lái với vành tay lái bố trí bên phải.
• Theo số lượng cầu phân loại
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu trước;
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu sau;
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu.
•

Theo kết cấu của cơ cấu lái

- Cơ cấu lái loại trục vít- bánh vít;
- Cơ cấu lái loại trục vít- cung răng;
- Cơ cấu lái loại trục vít- con lăn;

- Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay;
- Cơ cấu lái loại liên hợp (gồm trục vít, ê cu, cung răng);
- Cơ cấu lái loại bánh răng trụ - thanh răng.
•

Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của trợ lực

- Hệ thống lái có trợ lực thủy lực;
- Hệ thống lái có trợ lực khí nén;
- Hệ thống lái có trợ lực điện.

5


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

1.2. Một số loại cơ cấu lái điển hình
1.2.1. Trục vít – cung răng

Hình 1.1.Cơ cấu lái trục vít - cung răng
1- Ổ bi; 2- Trục vít; 3- Cung răng; 4- Vỏ
Tỷ số truyền của cơ cấu lái trục vít – cung răng không đổi và được xác định theo công
thức.
i𝜔 =

2𝜋𝑅𝑜
𝑡.𝑍1

Ro – Bán kính vòng lăn của cung răng
t – Bước trục vít
Z1 – Số mối ren trục vít
- Ưu điểm:
+ Cơ cấu lái trục vít cung răng có ưu điểm là giảm được trọng lượng và kích thước so
với loại trục vít bánh răng. Do ăn khớp trên toàn bộ chiều dài của cung răng nên áp suất
trên răng bé, giảm được ứng suất tiếp xúc và hao mòn.
+ Tuy nhiên loại này có nhược điểm là có hiệu suất thấp.
Trong đó:
6


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

+ r0 - bán kính vòng tròn cơ sở của cung răng.
+ t - bước trục vít.Tỷ số truyền của cơ cấu lái loại này có giá trị không đổi. Hiệu
suất thuận khoảng 0,5 còn hiệu suất nghịch khoảng 0,4. Cơ cấu lái loại này có
thể dùng trên các loại ôtô khác nhau.
1.2.2. Trục vít – con lăn

Hình 1.2. Cơ cấu lái trục vít con lăn
1. Trục (nối với trục lái); 2. Trục vít; 3. Con lăn; 4. Đòn quay (đòn dẫn động lái).
Nguyên lý làm việc:
Khi người điều khiển xoay vành tay lái qua lại, trục lái dẫn động trục vít xoay làm
cho con lăn (3) quay. Đòn quay đứng được lắp với trục quay của con lăn sẽ lắc qua lại và
làm các thanh đòn dẫn động lái dẫn động các bánh xe dẫn hướng quay theo hướng mong
muốn của người điểu khiển
Ưu điểm:

+) Nhờ trục vít có dạng glô-bô-it cho nên tuy chiều dài trục vít không lớn nhưng sự
tiếp xúc các răng ăn khớp được lâu hơn và trên diện rộng hơn, nghĩa là giảm được
áp suất riêng và tăng độ chống mài mòn.
+) Tải trọng tác dụng lên chi tiết tiếp xúc được phân tán tùy theo cỡ ôtô mà làm con
lăn có hai đến bốn vòng ren.
+) Mất mát do ma sát ít hơn nhờ thay được ma sát trượt bằng ma sát lăn.
+) Có khả năng điều chỉnh khe hở ăn khớp giữa các bánh răng. Đường trục của con
lăn nằm lệch với đường trục của trục vít một đoạn  = 5  7mm, điều này cho phép
triệt tiêu sự ăn mòn khi ăn khớp bằng cách điều chỉnh trong quá trình sử dụng.

7


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

Tỷ số truyền cơ cấu lái trục vít con lăn xác định tại vị trí trung gian xác định theo công
thức:

ic =

2. .r2
t.z1

Trong đó:
+ r2 - bán kính vòng tròn ban đầu của hình glô-bô-it của trục vít.
+ t - bước của trục vít.
+ z1 - số đường ren của truc vít.
Hiệu suất thuận th = 0,65, hiệu suất nghịch ng = 0,5.

1.2.3. Trục vít – chốt quay

Hình 1.3 Cơ cấu lái trục vít – chốt quay
1- Đòn quay; 2- Chốt quay; 3 Trục vít; 4- Trục
Nguyên lý làm việc:
Khi người điều khiển xoay vành tay lái qua lại, trục lái dẫn động trục vít xoay làm
cho chốt quay (2) quay. Đòn quay đứng được lắp với trục quay của chốt quay sẽ lắc qua
lại và làm các thanh đòn dẫn động lái dẫn động các bánh xe dẫn hướng quay theo hướng
mong muốn của người điểu khiển.
Cơ cấu lái loại này gồm hai loại:
- Cơ cấu lái trục vít và một chốt quay.
- Cơ cấu lái trục vít và hai chốt quay.

8


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

Ưu điểm:
Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay có thể thay đổi tỷ số truyền theo yêu cầu cho trước.
Tùy theo điều kiện cho trước khi chế tạo khi chế tạo trục vít ta có thể có loại cơ cấu lái
chốt quay với tỷ số truyền không đổi, tăng hoặc giảm khi quay vành lái ra khỏi vị trí trung
gian. Khi gắn chặt chốt hay ngẫng vào đòn quay giữa ngỗng và trục vít hay đòn quay và
trục vít phát sinh ma sát trượt. Để tăng hiệu suất của cơ cấu lái và giảm độ mòn của trục
vít và chốt quay thì chốt được đặt trong ổ bi.
Nếu bước của trục vít không đổi thì tỷ số truyền được xác định theo công thức:

ic =

2. .r2
.Cos
t

Trong đó:
+ Ω - góc quay của đòn quay đứng.
+ r2 - bán kính đòn quay.
Hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch của cơ cấu lái này vào khoảng 0,7. Cơ cấu lái này
được dùng trước hết ở hệ thống lái không có cường hoá nó được dùng chủ yếu cho ôtô
tải và ôtô khách.
Loại cơ cấu lái trục vít chốt quay với một chốt quay ngày càng ít được sử dụng vì áp suất
riêng giữa chốt và trục vít lớn, chốt mòn nhanh, bản thân chốt có độ chịu mài mòn kém.
Để điều chỉnh khe hở giữa chốt và trục vít bằng cách dịch chuyển trục quay đứng theo
chiều trục, ngoài ra còn phải điều chỉnh khoảng hở của trục lái.
1.2.4. Bánh răng – thanh răng

Hình 1.4. Cơ cấu lái bánh răng- thanh răng
1- Êcu hãm; 2- Phớt che bụi; 3- Êcu điều chỉnh; 4- Ổ bi trên; 5- Trục bánh răng;
6- Ổ bi dưới; 7- Ốc điều chỉnh; 8- Bạc tỳ thanh răng; 9- Lò xo tỳ; 10,17- Êcu khoá; 119


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

Thanh răng; 12- Vỏ cơ cấu lái; 13- Bạc vành khăn; 14- Đòn ngang bên; 15- Đai
giữa; 16- Bọc cao su; 18- Lò xo kẹp; 19- Khớp nối.
Nguyên lý làm việc :
Khi người điều khiển xoay vành tay lái qua lại, trục lái xoay làm cho bánh răng xoay

sẽ tác động lên thanh răng, làm cho thanh răng chạy qua lại, làm dẫn động hai đòn ngang
của hình thang lái dịch chuyển làm cho các bánh xe dẫn hướng xoay theo sự yêu cầu của
người điều khiển.
Bánh răng có thể chế tạo bằng răng thẳng hoặc răng nghiêng. Để đảm bảo ăn khớp
không khe hở bánh răng được ép đến thanh răng bằng lò xo.
Ưu điểm :
+ Có tỷ số truyền nhỏ dẫn đến độ nhạy cao. Vì vậy được sử dụng trong các loại xe đua,
xe du lịch, xe thể thao ;
+ Có độ nhạy cao vì ăn khớp giữa các răng là trực tiếp;
+Sức cản trượt, cản lăn nhỏ và truyền mô men rất tốt nên tay lái nhẹ;
+ Hiệu suất cao;
+ Kết cấu gọn, đơn giản, dễ chế tạo;
+ Hiệu suất thuận bằng hiệu suất nghịch : 0,9;
Nhược điểm :
+ Lực điều khiển tăng;
+ Không sự dụng được với hệ thống treo phụ thuộc;
+ Tăng va đập từ mặt đường lên vô lăng;
1.2.5. Cơ cấu lái loại liên hợp
Loại cơ cấu lái này gần đây được sử dụng rộng rãi trên các loại ôtô tải GMC, không có
cường hoá thuỷ lực và trên ôtô ZIN - 130, ZIN - 131 với cường hoá thuỷ lực. Cơ cấu lái
loại liên hợp hay dùng nhất là loại trục vít - êcu - cung răng. Sự nối tiếp giữa trục vít và
êcu bằng dãy bi nằm theo rãnh của trục vít. Nhờ có dãy bi mà trục vít ăn khớp với êcu
theo kiểu ma sát lăn.

10


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

Hình 1.5. Cơ cấu loại loại liên hợp
Ưu điểm:
Tỷ số truyền của cơ cấu lái này có giá trị không đổi và được xác định theo công thức:

ic =

2. .r0
t

Trong đó:
+ r0 - bán kính ban đầu của cung răng.
+ t - bước của trục vít.
Hiệu suất thuận vào khoảng 0,7 hiệu suất nghịch vào khoảng 0,85. Do hiệu suất nghịch
cơ cấu lái loại liên hợp lớn cho nên khi lái trên đường mấp mô sẽ nặng nhọc, nhưng nó
có khả năng làm cho ôtô chạy ổn định ở hướng thẳng khi vì một nguyên nhân nào đó làm
bánh xe phải quay vòng.
Cơ cấu lái loại liên hợp có đặc điểm nổi bật là có khả năng làm việc dự trữ rất lớn, vì vậy
nó được dùng chủ yếu trên các loại ôtô cỡ lớn.
1.2.6. Trục vít - êcu bi - thanh răng - cung răng

Hình 1.6. Cơ cấu lái trục vít – êcu bi
11


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

1- Vỏ cơ cấu lái; 2- Ổ bi dưới; 3- Trục vít; 4- Ê cu bi; 5- Ổ bi trên; 6- Phớt;

7- Đai ốc điều chỉnh; 8- Đai ốc hãm; 9- Cung răng; 10- Bi
Nguyên lý làm việc :
Khi người lái quay vô-lăng , dẫn động lái giúp cơ cấu lái hoạt động.
Khi trục lái quay làm cho trục vít quay, giúp ê-cu bi chạy lên xuống dọc theo trục
vít. Khi đó cung răn ăn khớp với răng ngoài của ê-cu bi sẽ lắc theo hình vòng cung giúp
trục quay đứng quay dẫn động ra tay quay đứng.
Biến chuyển động quay của hệ thống điều khiển thành chuyển động tịnh tiến của
đòn điều khiển.

1.3. Bố trí chung hệ thống lái xe KIA CERATO

Hình 1.6. Vị trí của các bộ phận
1-EPS ECU. 2- Cảm biến mô men. 3- Động cơ điện D/C 4- Cơ cấu giảm tốc.
5- Bộ chấp hành ABS và ECU ABS 6- ECU động cơ. 7- Đèn báo EPS 8- Rờ le.

12


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

Hình 1.7. Hệ thống lái trợ lực điện
1- Cơ cấu lái
4- Bộ cảm biến lái
7- Đèn báo

2- Mô tơ điện
5- Cảm biến tốc độ ô tô
8- Đường dẫn điện

3- Hộp số truyền
6- ECU

- Vành lái (vô lăng): vành lái cùng với trục lái có nhiệm vụ truyền lực quay vòng của
người lái từ vành lái đến trục răng của cơ cấu lái.
- Cơ cấu lái: cơ cấu lái sử dụng trên xe KIA CERATO là cơ cấu lái bánh răng trụ và thanh
răng. Nó có nhiệm vụ biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động góc của đòn
quay đứng và khuyếch đại lực điều khiển trên vành tay lái.
- Dẫn động lái: dẫn động lái bao gồm trục lái, thanh ngang, trục rô tuyn, cam quay. Nó
có nhiệm vụ biến chuyển động góc của đòn quay đứng thành chuyển động góc của trục
bánh xe dẫn hướng.
- Hệ thống trợ lực lái: có nhiệm vụ làm giảm lực điều khiển trên vành tay lái để giảm
cường độ lao động cho người lái và để tăng tính an toàn của hệ thống điều khiển lái.
So với hệ thống lái không có trợ lực, cấu tạo chung của hệ thống lái có trợ lực gồm hai
phần chính: phần lái cơ khí có cấu tạo và nguyên lý giống với các hệ thống lái thông
thường, phần trợ lực của trợ lực lái điện gồm có các bộ phận chính sau:
Mô tơ điện một chiều; Các cảm biến; Bộ điều khiển trung tâm (ECU);
* Mô tơ điện trợ lực lái: Mô tơ điện của trợ lực lái là một mô tơ điện một chiều
nam châm vĩnh cửu, gắn với bộ truyền động của trợ lực lái. Có nhiệm vụ tạo ra mô men
trợ lực dưới điều khiển của ECU, đưa ra được mô men xoắn và lực xoắn mà không làm
quay vô lăng.
* Bộ điều khiển trung tâm (ECU): Có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các cảm biến, xử lý
thông tin để điều khiển mô tơ trợ lực lái. Thực hiện việc điều khiển dòng điện cấp cho
13


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

Mô tơ theo qui luật xác định tạo ra lực trợ lực theo tốc độ xe và mô-men đặt lên vành lái
để đảm bảo lực lái thích hợp trong toàn dải tốc độ xe. Giảm thiểu sự biến động của lực
lái bằng cách bù dòng điện cấp cho Mô tơ tương ứng với sự biến động mô-men xoắn đầu
vào.
Bên cạnh đó trong ECU còn được trang bị mạch tự chuẩn đoán. Nó sẽ theo dõi sự
sai lệch của các phần tử trong hệ thống và khi phát hiện bất kỳ sai lệch nào, nó sẽ điều
khiển các chức năng EPS phụ thuộc vào ảnh hưởng của sự sai lệch và cảnh báo cho người
lái xe. Ngoài ra, nó còn lưu trữ các vị trí các sai lệch trong ECU.
* Các cảm biến: Bao gồm: cảm biến mô men lái, cảm biến tốc độ xe, cảm biến tốc
độ động cơ. Các cảm biến này có nhiệm vụ cấp tín hiệu mô men lái, vận tốc chuyển động
xe và tốc độ trục khuỷu động cơ gửi về ECU EPS. Qua các tín hiệu đó ECU sẽ điều chỉnh
cung cấp điện áp phù hợp tới mô tơ trợ lực lái.

1.4. Thông số kỹ thuật của xe KIA CERATO
Kiểu động cơ

xăng,Gamma 1.6L

Loại động cơ

4 xi lanh,16 van DOHC

Dung tích xi lanh

1591cc

Công suất cực đại

128Hp/6300rpm

Mô men xoắn cực đại

157Nm/4850rpm

Dài-rộng-cao tổng thể (mm)

4560x1780x1445

Chiều dài cơ sở(mm)

2700

Chiều rộng cơ sở trước/sau (mm)

1560/1555

Khoảng sáng gầm xe(mm)

150

Hộp số tự động

6 cấp

Cỡ lốp

205/55R16

Trọng lượng không tải (Kg)

1260

Trọng lượng toàn tải (Kg)

1635

Trọng lượng cầu trước G1(N)

7400

Trọng lượng cầu sau G2(N)

6100

Cơ cấu lái

Trợ lực điện

Số chỗ ngồi

5

1.5. Chọn phương án thiết kế hệ thống lái cho xe KIA CERATO
+ Phần lớn các yêu cầu của hệ thống lái đều do cơ cấu lái đảm bảo.Vì vậy cơ cấu lái
cần phải đảm bảo những yêu cầu sau:
14


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

+ Có thể quay được cả hai chiều để đảm bảo chuyển động cần thiết của xe.
+ Có hiệu suất cao để lái nhẹ, trong đó cần có hiệu suất thuận lớn hơn hiệu suất
nghịch để các va đập từ mặt đường được giữ lại phần lớn ở cơ cấu lái.
+ Đảm bảo thay đổi trị số của tỷ số truyền khi cần thiết.
+ Đơn giản trong việc điều chỉnh khoảng hở ăn khớp của cơ cấu lái.
+ Độ dơ của cơ cấu lái là nhỏ nhất.
+ Đảm bảo kết cấu đơn giản nhất, giá thành thấp và tuổi thọ cao.
+ Chiếm ít không gian và dễ dàng tháo lắp.
+ Lực dùng để quay vô lăng được gọi là lực lái, giá trị của lực này đạt giá trị max
khi xe đứng yên tại chỗ, và giảm dần khi tốc độ của xe tăng lên và đạt nhỏ nhất khi tốc
độ của xe lớn nhất.
+ Sự đàn hồi của hệ thống lái có ảnh hưởng tới sự truyền các va đập từ măt đường
lên vô lăng. Độ đàn hồi càng lớn thì sự va đập truyền lên vô lăng càng ít, nhưng nếu độ
đàn hồi lớn quá sẽ ảnh hưởng đến khả năng chuyển động của xe. Độ đàn hồi của hệ thống
lái được xác định bằng tỷ số góc quay đàn hồi tính trên vành lái vô lăng và mô men đặt
trên vành lái. Độ đàn hồi của hệ thống lái phụ thuộc vào độ đàn hồi của các phần tử như
cơ cấu lái, các đòn dẫn động …
+ Hiện nay cơ cấu lái thường dùng trên ôtô có những loại: trục răng – thanh răng,
trục vít cung răng, trục vít con lăn, trục vít chốt quay và loại liên hợp.

15


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

CHƯƠNG 2: KẾT CẤU CHI TIẾT HỆ THỐNG LÁI XE
KIACERATO
2.1.Giới thiệu chung về xe KIACERATO
KIA Cerato/K3 thế hệ mới là một mẫu sedan du lịch khá ăn khách tại Việt Nam. Xe có
mặt trên thị trường từ tháng 4/2013 với tên gọi K3. Đến tháng 4/2016, THACO đổi tên
thành Cerato với một số thay đổi ở ngoại thất và trang bị.

Hình 2.1: Ảnh chụp nghiêng phải xe KIA CERATO
Với diện mạo trẻ trung, tiện nghi hấp dẫn cùng giá bán phải chăng, Cerato luôn
xếp trong TOP 10 xe bán chạy nhất
Ngoại thất
Về kích thước, số đo Dài x Rộng x Cao của xe lần lượt là 4.560 x 1.780 x 1.445 (mm),
trục cơ sở 2.700mm. Dáng vẻ gọn gàng kết hợp với khoảng sáng gầm 150mm, bán kính
quay vòng 5,3m giúp Cerato xoay trở linh hoạt trong đô thị. Ngoài ra những con số này
cũng hoàn toàn không thua kém các đối thủ. Riêng về trục cơ sở thì ngang hẳn với Mazda
3, Toyota Corolla Altis và Honda Civic.

16


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

Hình 2.2: Ảnh chụp nghiêng trái xe KIA CERATO
Phía trước, mặt ca-lăng của KIA Cerato chuyển từ dạng tổ ong sang cấu trúc kim
cương khá đẹp và cá tính. Cụm chiếu sáng được tái thiết kế trẻ trung, vuốt dài sang hai
bên. Đèn sương mù bố trí vào hai mép lưới tải nhiệt dưới, kết hợp với hai hốc gió sắc
nhọn hai bên tạo thành 1 tổng thể “mũi hổ” đặc trưng của xe KIA mới. Cả ba phiên bản
đều sử dụng đèn pha Halogen dạng thấu kính có chức năng tự động bật/tắt, “đính kèm”

dải đèn LED chạy ban ngày sắc sảo.

Hình 2.3 Ảnh chụp đầu xe KIA CERATO

17


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

Hình 2.4: Ảnh chụp đèn xe KIA CERATO
Trong khi đó, “body” xe với các đường nét bo tròn khá mềm mại, không sắc cạnh
như trên Altis hay Elantra. Dáng vẻ này có thể nói là phù hợp cho cả khách hàng nam và
nữ.
Gương chiếu hậu được “uốn nắn” sắc nét, tích hợp đèn báo rẽ LED và chức năng gập,
chỉnh điện tiêu chuẩn. Tay nắm cửa, viền chân kính được mạ chrome tăng thêm vẻ lịch
lãm cho xe. KIA Cerato 2018 lăn bánh trên la-zăng 16-inch (bản 1.6MT) và kích thước
17-inch cho hai bản 1.6 AT và 2.0 AT.

Hình 2.5: Ảnh chụp thiết kế kính và cánh cửa của xe KIA CERATO
18


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

Ở phía sau, chi tiết nổi bật nhất chính là cụm đèn hậu với viền LED cách tân kiểu mới.
Dải đèn phanh được “gom” lại liền mạch, sử dụng bóng LED trên cả 3 phiên bản. Các vị

trí đèn báo lùi và đèn báo rẽ vẫn sử dụng bóng dây tóc halogen. Ống xả tạo hình oval bản
rộng thay vì bo tròn như trên K3. Đặc biệt, KIA còn bố trí một cánh hướng gió nhỏ phía
sau giúp xe trông thể thao hơn.

Hình 2.6: Ảnh chụp đuôi xe KIA CERATO
Tương tự phần đầu xe, vị trí phía sau cũng gồm 4 cảm biến lùi, camera lùi ngay dưới logo
là trang bị tiêu chuẩn trên cả 3 phiên bản.

Hình 2.7: Ảnh chụp biểu tượng xe KIA CERATO
19


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

Nội thất
Có cùng trục cơ sở với Altis, Mazda 3, Honda Civic, KIA Cerato đem đến cho khách
hàng một không gian thật sự rộng rãi và thoải mái. Đồng thời, danh sách trang bị tiện
nghi cũng có thể nói là “hết ý”, hơn hẳn Toyota Corolla Altis hay Chevrolet Cruze.

Hình 2.8: Hình chụp nội thất xe khoang ghế lái xe KIA CERATO
Cả ba phiên bản đều sử dụng ghế ngồi bọc da màu “be” sáng sủa, tạo cảm giác khá
“mát mắt” khi bước vào. Hàng ghế trước có tựa lưng ôm vừa vặn cơ thể, phần đệm ngồi
dày và êm. Trên hai bản AT, vị trí lái chỉnh điện 10 hướng và nhớ 2 hướng trong khi bản
MT là chỉnh cơ 6 hướng
Hàng ghế sau có bề tựa tay to, dày bản, khoảng để chân rất dư dả và khoảng cách đầu
người lên trần xe cũng rất tốt. Nhìn chung, với những người cao trung bình 1m75 ngồi sẽ
hoàn toàn thoải mái. So cùng phân khúc thì ngồi Cerato rộng ngang Altis và rộng hơn
Elantra và Mazda 3.

20


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

Hình 2.9: Ảnh chụp cánh của sau và khoang nội thật bên trong xe KIA CERATO
Tương xứng với ngoại thất, bảng tablo cũng gồm những đường cong dồn ưu tiên về hướng
người lái. Tuy nhiên, hệ thống nút bấm trên KIA Cerato lại khá “chằng chịt”. Dù được
sắp xếp gọn gàng dễ sử dụng nhưng cho cảm giác kém sang. Nếu để ý thì sẽ thấy rằng
các xe hạng C bây giờ như Honda Civic, Mazda 3 hay Elantra đều đã tối giản hóa nút
bấm đi rất nhiều.

Hình 2.10: Ảnh chụp vô lăng và khoang ghế lái.
Vô-lăng của KIA Cerato ba chấu bọc da, tùy chỉnh 4 hướng, thiết kế tương đồng với
Morning và Grand Sedona. Các nút bấm chức năng tích hợp như đàm thoại, điều chỉnh
21


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

âm thanh, cruise control...dễ dàng sử dụng chỉ với hai ngón cái. Bên cạnh đó, hai lẫy
chuyển số ở phía sau còn giúp “bác tài” ép tua máy hay tăng tốc theo ý muốn.

Hình 2.11: Hình chụp vô lăng

Hình 2.12: Ảnh chụp công tắc đèn và xi nhan
Ở phía trước, cụm 2 đồng hồ analog hiển thị vòng tua, tốc độ, thông tin lái hay tình trạng
xe to, rõ ràng, người lái không gặp khó khăn khi quan sát.

22


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

Hình 2.13: Ảnh chụp bảng hiển thị
Hệ thống thông tin giải trí
Xe Hàn vốn nổi tiếng vì nhiều “đồ chơi” và Cerato cũng không là ngoại lệ. Hệ thống
thông tin giải trí của xe có thể nói là gần như đầy đủ, hơn hẳn Corolla Altis hay Chevrolet
Cruze dù giá thấp hơn vài chục triệu đồng.
Khách hàng sẽ có dàn âm thanh 6 loa đi kèm đầu DVD, màn hình giải trí hiển thị đa thông
tin, hỗ trợ kết nối Bluetooth/USB/AUX/iPOD/Radio và định vị GPS cùng bản đồ dẫn
đường.

Hình 2.14: Ảnh chụp các vị trí giải trí
23


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

Khác với Altis và Mazda 3 dùng điều hòa tự động 1 vùng, điều hòa trên Ceratolà loại tự
động 2 vùng độc lập có tính năng lọc khí bằng ion. Chưa hết, đại diện của KIA còn hơn

hai đối thủ Nhật ở cửa gió dành cho hàng ghế sau - trang bị rất cần thiết vào mùa hè.

\
Hình 2.15: Ảnh chụp cửa gió
Đặc biệt, vượt lên trên tất cả đối thủ, KIA Ceratolà dòng xe duy nhất trong phân khúc có
sạc không dây.

Hình 2.16: Ảnh chụp chân usb và tẩu thuốc
Trên hai bản AT, một số tiện nghi khác gồm cửa sổ trời chỉnh điện, đèn trang điểm, gương
chiếu hậu chống chói và cốp sau mở tự động thông minh.
24


GVHD: TS. DƯƠNG QUANG MINH

SVTH: NGÔ THẾ TRUNG

Hình 2.17: Ảnh chụp cửa sổ trời
KIA Cerato được trang bị 2 tùy chọn động cơ, cụ thể :
Động cơ xăng 4 xi-lanh thẳng hàng, dung tích 1.6 lít tạo ra công suất tối đa 128
mã lực tại 6.300 vòng/phút, cùng moment xoắn cực đại 157Nm khi tốc độ động cơ đạt
4.850 vòng/phút. Khối động cơ này sẽ được trang bị kèm với hộp số tay hoặc tự động 6
cấp.
Động cơ xăng 4 xi-lanh thẳng hàng, dung tích 2.0 lít mang đến công suất tối đa 159 mã
lực tại 6.500 vòng/phút và moment xoắn cực đại 194Nm tại 4.800 vòng/phút. Khối động
cơ này được "lắp ghép" với hộp số tự động 6 cấp để dẫn động cho 2 bánh trước.
Ngoài ra, hãng xe Hàn Quốc còn cung cấp cho khách hàng 3 chế độ lái gồm: Eco – Normal
– Sport cho hai phiên bản số tự động.

2.2. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe KIA CERATO

2.2.1. Cơ cấu lái
a. Vành tay lái.
Chức năng: có chức năng tiếp nhận mô men quay từ người lái rồi truyền cho trục lái.
Cấu tạo

25